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不同顏色的染料對混凝土質量有哪些影響?
時間:2021-08-10    來源:西交利物浦大學    分享:
近日,西交利物浦大學的研究人員完成了一項針對彩色建筑混凝土的研究,結果顯示綠色水泥所含的雜質會導致多孔、質量下降,而紅色、藍色著色劑則幾乎對質量沒有影響。




近日,西交利物浦大學的研究人員完成了一項針對彩色建筑混凝土的研究,結果顯示綠色水泥所含的雜質會導致多孔、質量下降,而紅色、藍色著色劑則幾乎對質量沒有影響。

該項研究由西交利物浦大學土木工程系畢業(yè)生Mehreen Heerah、化學系Graham Dawson博士以及摩洛哥穆罕默德六世大學綜合理工學院(Mohammed VI Polytechnic University)的Isaac Galobardes博士共同完成。

Dawson博士表示,彩色混凝土由于視覺上更吸引人,常用來替代灰色混凝土,例如西班牙巴塞羅那的市法院(Ciutat de la Justícia)建筑。人們對彩色混凝土的需求與日俱增,因此該項研究具有重要意義。

“研究中所使用的紅色和藍色顏料,其特性在已有的文獻中已有論述。然而,針對綠色著色劑的研究并不多見。”Dawson博士說。

Heerah介紹道,“紅色、藍色著色劑的研究結果,與我們的預期非常接近。但我們沒想到的是,綠色著色劑對砂漿的性能影響如此之大。我們當初的設想是,與紅色、藍色相比,綠色著色劑對混凝土強度的提升效果會更好。”

這是因為產品中使用的綠色著色劑是基于氧化鉻,在水化時會增加混合物的強度。

那么,為什么綠色混凝土的質量反而更差呢?Dawson博士表示,原因在于其原料中含有有害雜質。

“生產著色劑需要化學物質。”他解釋道,“有時,簡單的化學成分及其不同組合,就可以使著色劑呈現不同顏色。”

使綠色混凝土質量下降的有害雜質是白云母,該礦物常用于生產其他工業(yè)用途的綠色著色劑。當與水泥水化時,白云母會大量產生一種成分,導致水泥過度多孔,從而降低強度和使用壽命。

“然而,其他研究發(fā)現,使用僅含氧化鉻(III)而不含白云母的綠色著色劑時,沒有不利影響。”Heerah補充道。

本次研究所使用的水泥樣品是用三種不同的著色劑——藍色鋁酸鈷、綠色氧化鉻和紅色氧化鐵,以三種不同的比例——1%、5%和10%制成的。研究人員測試了兩種不同類型的水泥,以了解這些混合物及其副產品對混凝土性能的影響。

研究表明,水化產物的形態(tài)和動力學影響樣品的抗壓強度。其中,藍色和紅色著色劑可以與硅酸鹽水泥(國際上稱為波特蘭水泥)和復合硅酸鹽水泥一起使用,而不會削弱混凝土的強度;而綠色著色劑會導致樣品性能不佳。

該項研究成果于近期發(fā)表于愛思唯爾旗下期刊《建筑材料案例研究》(Case Studies in Construction Materials)。

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